食品營(yíng)養(yǎng)學(xué) 蛋白質(zhì)與氨基酸課件

Section6

蛋白質(zhì)和氨基酸(protein)一、概述蛋白質(zhì)是一類復(fù)雜的高分子有機(jī)化合物。主要含有碳、氫、氧、氮，及少量硫、磷、鐵、銅、碘、鈷元素等。與其他供能營(yíng)養(yǎng)素相較，含有氮元素是其最突出的特點(diǎn)，因而蛋白質(zhì)是人體氮元素的唯一供源。這也是其他營(yíng)養(yǎng)素?zé)o法替代的。一般蛋白質(zhì)中氮的平均含量為16%，以測(cè)出的含氮量乘以6.25即可換算成蛋白質(zhì)量。二、蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類方法有多種。營(yíng)養(yǎng)學(xué)中一般多按化學(xué)結(jié)構(gòu)、形狀及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等三種方法分類。1.按化學(xué)結(jié)構(gòu)：可將蛋白質(zhì)分為單純蛋白質(zhì)（純?yōu)棣?氨基酸所組成）與結(jié)合蛋白質(zhì)（單純蛋白質(zhì)與非蛋白質(zhì)分子結(jié)合而成）兩大類。前者如清蛋白、球蛋白、谷蛋白等，水解后的最終產(chǎn)物只是氨基酸；后者如核蛋白、糖蛋白、脂蛋白等，水解后還有其所含的非蛋白質(zhì)分子（輔基）。2.按蛋白質(zhì)形狀：可將蛋白質(zhì)分為纖維狀蛋白質(zhì)和球狀蛋白質(zhì)。前者多為結(jié)構(gòu)蛋白，是形成機(jī)體組織的物質(zhì)基礎(chǔ)，如膠原蛋白等；后者多用以合成生物活性因子，如酶、激素、免疫因子、補(bǔ)體等。3.按營(yíng)養(yǎng)價(jià)值：可將蛋白質(zhì)分為完全蛋白質(zhì)、半完全蛋白質(zhì)和不完全蛋白質(zhì)。完全蛋白質(zhì)所含氨基酸種類齊全、數(shù)量充足、比例合理，既能維持動(dòng)物生存，又能促其生長(zhǎng)發(fā)育，如牛奶、蛋、肝臟、酵母、黃豆及胚芽等食物中所含的蛋白質(zhì)；否則即為不完全蛋白質(zhì)，其所含氨基酸種類不全，如動(dòng)物明膠和玉米膠蛋白等；半完全蛋白質(zhì)所含氨基酸種類齊全，但有的氨基酸數(shù)量不足，雖能維持動(dòng)物生存，卻不能促其生長(zhǎng)發(fā)育，如麥膠蛋白等。四、氨基酸和肽

蛋白質(zhì)由20種氨基酸以肽鍵連結(jié)在一起，并形成一定的空間結(jié)構(gòu)的大分子。

氨基酸英文氨基酸英文必需氨基酸異亮氨酸亮氨酸賴氨酸蛋氨酸苯丙氨酸蘇氨酸色氨酸纈氨酸組氨酸*非必需氨基酸丙氨酸精氨酸

Isoleucine(Ile)Leucine(Leu)Lysine(Lys)Methionine(Met)Phenylalanine(Phe)Threonine(Thr)Tryptophan(Trp)Valine(Val)Histidine(His)

Alanine(Ala)Arginine(Arg)天門冬氨酸天門冬酰胺谷氨酸谷氨酰胺甘氨酸脯氨酸絲氨酸條件必需氨基酸半胱氨酸酪氨酸Asparticacid(Asp)Asparagine(Asn)Glutamicacid(Glu)Glutamine(Gln)Glycine(Gly)Proline(Pro)Serine(Ser)

Cysteine(Cys)Tyrosine(Tyr)*組氨酸為嬰兒必需氨基酸，成人需要量可能較少。摘自ModernNutritioninHealthandDisease，第9版，第14頁(yè)，1999年。

構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸

患白化病的蟒蛇

Chiu是一位瑞典籍的香港女孩,也是世界上25,000分之一的無色人種(白化病)。因?yàn)楦改覆幌胨艿教嚓P(guān)注而特地移民北歐,她因病情一直視力微弱但卻一直專注于學(xué)習(xí)攝影。偶爾發(fā)現(xiàn)自己在鏡頭里有一種獨(dú)特的美,她后來也成為法國(guó)巴黎國(guó)際時(shí)尚模特。白化病海豚1.氨基酸的分類目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有20種。其中，有一部分是人體能自行合成的。但還有8種是人體不能自行合成或合成速度不能滿足機(jī)體的生理需要，必須由食物供給的，故被稱為必需氨基酸，如異亮氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、纈氨酸；其他的則為非必需氨基酸。應(yīng)該注意的是，所謂必需和非必需只是營(yíng)養(yǎng)學(xué)中的概念。也就是說非必需氨基酸只是不需要食物供給。對(duì)于嬰兒而言，組氨酸亦屬必需氨基酸，故其必需氨基酸為9種。一般按氨基酸的營(yíng)養(yǎng)學(xué)特征，除必需氨基酸和非必需氨基酸外，還有一類條件必需氨基酸，又稱半必需氨基酸。這類氨基酸有其合成需要其他氨基酸供碳；且其合成的最高速度有限等特點(diǎn)，如半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、絲氨酸和甘氨酸等。條件必需氨基酸的長(zhǎng)期缺乏會(huì)引起人體某些蛋白質(zhì)合成障礙。3.氨基酸模式**（aminoacidpattern，AAP）是某種Pro中各種EAA的構(gòu)成比例。將該P(yáng)ro中的色氨酸含量設(shè)為1，再分別計(jì)算其它EAA與色氨酸的相應(yīng)比值，而得到的一系列比值*。4.限制氨基酸（limitingaminoacidLAA）如果食物蛋白質(zhì)所含的必需氨基酸中，有一種或幾種的含量偏低，即會(huì)導(dǎo)致食物蛋白質(zhì)中的其他必需氨基酸得不到充分利用，以致這種食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低。這一/幾種EAA就稱為該P(yáng)ro的LAA,比值最低的稱為第一LAA，余者類推。正常人體內(nèi)Pro約為16-19%蛋白質(zhì)分解合成動(dòng)態(tài)平衡組織Pro不斷更新修復(fù)每天約3%的Pro被更新腸道骨髓Pro更新速度較快一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)圖正常人體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝概況2．構(gòu)成各種重要生理物質(zhì)1．組織構(gòu)成成分瘦體組織*酶抗體激素等3．供能約16.7kJ(4.0kcal)/g六、體內(nèi)蛋白質(zhì)功能leantissue七、食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)**（一）食物蛋白質(zhì)的含量（content）Pro數(shù)量≠質(zhì)量，但如沒有一定數(shù)量，再好的Pro其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也有限含量*是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的基礎(chǔ)*一般以微量凱氏（Kjeldahl）定氮法測(cè)定大豆30-40%為最高畜禽魚蛋類10-20%糧谷類8-10%鮮奶類1.5-3.8%食物粗蛋白含量=食物含氮量×6.25真消化吸收率=吸收氮×100%食物氮=食物氮－(糞氮－糞代謝氮)×100%食物氮表觀消化吸收率=食物氮－糞氮×100%食物氮七、食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)**

（二）消化率（digestibility）反映Pro在消化道內(nèi)被分解、吸收程度，實(shí)際多用表觀消化率1、值更低，作了較低的估計(jì)，具有更大的安全性；2、測(cè)定方法簡(jiǎn)便易行。表幾種食物的蛋白質(zhì)真消化率（%）食物真消化吸收率食物真消化吸收率雞蛋97±3燕麥86±7牛肉95±3小米79肉魚94±3大豆粉86±7面粉(精)96±4菜豆78大米88±4花生醬88玉米85±6中國(guó)混合膳96吳坤主編．營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)[M]．第5版，北京：人民衛(wèi)生出版社，2003，8，p15生大豆60%熟豆?jié){85%/豆腐90-96%返回動(dòng)物性Pro消化吸收率一般高于植物性Pro常用食物蛋白質(zhì)的生物學(xué)價(jià)值蛋白質(zhì)生物價(jià)蛋白質(zhì)生物價(jià)蛋白質(zhì)生物價(jià)全雞蛋 94大米 77生黃豆57雞蛋黃 90 小麥 67 熟黃豆64雞蛋白 83玉米60 豆腐 65牛奶 90小米57 綠豆58魚 83 高粱56 花生 59牛肉 76 白菜 76豬肉 74 七、食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)**

（三）利用率（utilization）

2．氨基酸評(píng)分(aminoacidscore，AAS/化學(xué)分，chemicalscore，CS)AAS=被測(cè)Pro每g氮(或Pro)中氨基酸量(mg)理想模式或參考Pro中每g氮(或Pro)中氨基酸量(mg)1．計(jì)算被測(cè)Pro每種EAA的評(píng)分值；2．找出最低的EAA（即第一LAA）評(píng)分值，即為該P(yáng)ro的氨基酸評(píng)分。七、食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)**

（三）利用率（utilization）

3．蛋白質(zhì)功效比值(proteinefficiencyratio，PER)用處于生長(zhǎng)階段的幼年動(dòng)物，其體重增加和攝入Pro量的比值,常用作嬰幼兒食品中Pro營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)PER（%）=動(dòng)物體重增加（g）攝入食物Pro（g）八、食物來源及供給量良好來源主要來源糧谷類食品(米、面)優(yōu)質(zhì)Pro（動(dòng)物、大豆）

（2）氮平衡（Nitrogenbalance）

①必要的氮損失（obligatorynitrogenlosses）

②氮平衡：B＝I－（U＋F＋S）Positive

nitrogen

balanceNin>NoutNin=NoutNitrogen

equillibriumNegativenitrogen

balanceNin<Nout八、食物來源及供給量氮平衡尿氮B=I-（U+F+S）=5%攝入氮糞氮皮膚（3）蛋白質(zhì)的缺乏與過量---營(yíng)養(yǎng)不良

好發(fā)人群病因繼發(fā)性原發(fā)性消耗排泄↑攝入不足ProE不足兒童八、食物來源及供給量臨床表現(xiàn)混合型消瘦型(Marasmus)E-Pro均不足E基本滿足Pro嚴(yán)重不足浮腫型(Kwashiorkor)又稱為惡性營(yíng)養(yǎng)不良臨床表現(xiàn)和分型（一）水腫型營(yíng)養(yǎng)不良（kwashiorkor）1）多見于4個(gè)月-5歲的小兒。2）輕者僅有下肢水腫，重者上肢、腹部及顏面等水腫3）血清白蛋白低于30g/L。4）體重在標(biāo)準(zhǔn)體重60%-80%。5）腹瀉，常伴突發(fā)性感染，生長(zhǎng)遲緩、頭發(fā)改變、表情冷漠或情緒不好，虛弱無力等。（二）干瘦型營(yíng)養(yǎng)不良（marasmus）主要是能量嚴(yán)重?cái)z入不足所致。主要表現(xiàn)1）病人體重低于標(biāo)準(zhǔn)體重的60%，體溫低于正常；2）生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，消瘦無力，貧血，無水腫，抵抗力下降，容易感染其他疾病而死亡3）病人肌肉萎縮無力，皮膚黏膜干燥萎縮，皮下脂肪減少，近消失。

消失順序：腹部軀干臀部四肢面部4）對(duì)外界刺激反應(yīng)淡漠或易激惹，記憶力減退，注意力不集中，精神、神經(jīng)發(fā)育落后。5）常見腹瀉，如伴胃腸道感染，癥狀加重，腹壁薄，可見到腸蠕動(dòng)或摸到大便包塊。（三）混合型營(yíng)養(yǎng)不良

marasmus-kwashiorkor臨床表現(xiàn)介于二者之間。病人體重低于標(biāo)準(zhǔn)體重的60%，有水腫。主要表現(xiàn)：皮下脂肪消失、肌肉萎縮、明顯消瘦。生長(zhǎng)遲滯急噪不安、表情淡漠；伴有腹瀉，腹壁變薄，肝脾腫大，常合并感染阜陽奶粉事件

2004年5月，安徽省阜陽市對(duì)當(dāng)?shù)?003年3月1日以后出生、以奶粉喂養(yǎng)為主的嬰兒進(jìn)行的營(yíng)養(yǎng)狀況普查和免費(fèi)體檢顯示，因食用劣質(zhì)奶粉造成營(yíng)養(yǎng)不良的嬰兒229人，其中輕、中度營(yíng)養(yǎng)不良的189人。 經(jīng)國(guó)務(wù)院調(diào)查組核實(shí)，阜陽市因食用劣質(zhì)奶粉造成營(yíng)養(yǎng)不良而死亡的嬰兒共計(jì)12人。

國(guó)務(wù)院調(diào)查組通過衛(wèi)生學(xué)調(diào)查證實(shí)，不法分子用淀粉、蔗糖等價(jià)格低廉的食品原料全部或部分替代乳粉，再用奶香精等添加劑進(jìn)行調(diào)香調(diào)味，制造出劣質(zhì)奶粉，嬰兒生長(zhǎng)發(fā)育所必需的蛋白質(zhì)、脂肪以及維生素和礦物質(zhì)含量遠(yuǎn)低于國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。各類人群對(duì)蛋白質(zhì)的需求情況乳母營(yíng)養(yǎng)乳母膳食Pro轉(zhuǎn)換為乳汁Pro的有效轉(zhuǎn)換率為70%100ml乳汁含9gPro按乳汁750ml/d計(jì)需13g/d如Pro質(zhì)量差轉(zhuǎn)換效率更低乳母Pro營(yíng)養(yǎng)不良↓乳汁分泌量孕婦營(yíng)養(yǎng)用于胎兒生長(zhǎng)+（胎盤、母體組織增長(zhǎng)）孕中期↑15g/d，孕后期↑25g/d。優(yōu)質(zhì)Pro應(yīng)占1/3以上。體重增長(zhǎng)孕早期（1-3m）增重較少，孕中期（4-6m）和孕后期（7-9m）則每周穩(wěn)定增重350-400g。整個(gè)孕期共增重約10-12.5kg（平均11kg）11kg=7kg水分+3kgFat+1kgPro嬰幼兒營(yíng)養(yǎng)各類人群對(duì)蛋白質(zhì)的需求情況完全依賴母乳營(yíng)養(yǎng)依賴母乳外食物營(yíng)養(yǎng)過渡期出生后頭6m腦細(xì)胞數(shù)目持續(xù)↑6月齡時(shí)腦重為出生時(shí)的2倍（600-700g）后6m腦細(xì)胞體積↑、樹突增多和延長(zhǎng)，神經(jīng)髓鞘形成并進(jìn)一步發(fā)育1yr時(shí)腦重（900-1000g）接近成人的2/3從奶類為主谷類為主奶類、蛋、魚、禽、肉、蔬菜、水果為輔乳含優(yōu)質(zhì)Pro乳白蛋白∶酪蛋白=8∶2乳白蛋白（lact